CN101115573A - 用于轧机油膜轴承的监视和报警系统 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种用于轧机的监视和报警系统，在所述轧机中，从储油器(14)经由进给管道(22)和分支进给管线(22a)将油泵送到油膜轴承(10)，并且从轴承(10)经由分支排出管线(24a)和回流管道(24)将油返回所述储油器(14)。所述系统包括设置在分支进给管线(22a)、分支排出管线(24a)以及所述轴承(10)中的至少一个中的传感器。所述传感器可工作以感测指示轴承工况的各种参数并产生代表这些参数的状态信号。一个控制器鉴别这些状态信号，并在这些状态信号指示所述轴承继续工作会有损坏的危险时触发警告信号。警报响应警告信号以警告轧机操作人员这样的危险。

Description

用于轧机油膜轴承的监视和报警系统
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C§119要求享有2005年2月8日提出的美国临时专利申请序列号60/650,988的优先权。2005年2月8日提出的美国临时专利申请序列号60/361,612的全部内容通过参见方式纳入本文。
发明背景
1.技术领域
本发明总的涉及轧机油膜轴承，并且特别是涉及用于监视和解释代表轴承工况的各种参数以及用于在这样的参数超出限定的安全范围时发出合适警报的系统。
2.对现有技术的描述
在典型的轧机设备中，辊颈可转动地支承在轴承中，并且在许多情况中，这些轴承是油膜轴承。油膜轴承包括接纳在辊颈上并相对辊颈固定的套筒。套筒轴颈安装成在固定在轧辊轴承座内的衬套中转动，所述轧辊轴承座支承在轧机机架上。使油在套筒和衬套之间流动，从而使套筒能在液体动力地保持在轴承负荷区域中的油膜上转动。
轧机润滑系统包括远离轧机机架的储油器。从储油器吸入的油在被输送到轴承之前通过过滤器和热交换器，并从轴承通过排油网络返回到储油器。
熟悉本领域的技术人员早就意识到，润滑系统的某些参数可以指示轴承工况。这些参数包括油进入轴承的压力和温度、衬套温度以及油流出轴承的温度和流率。不过，仍需要提供一种综合性的系统，用于监视和解释代表这样的参数的信号并在这些参数偏离安全工作范围时发出合适的警报。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于监视指示轴承工况的多个不同参数的系统。该系统解释这样监视所得的参数，并在轴承继续使用会有损坏的危险时触发对操作人员的警告。
这个和其它的目的以及优点由本发明的一个实施例来实现，下面将参照附图更加详细地描述该实施例。在各附图中：
附图说明
图1是示出与轧机润滑系统相关联的一个轧机机架的油膜轴承的示意图；
图2是在轧机机架一侧的轴承的放大图；
图3示出温度传感器在轴承衬套中的位置；
图4是排出传感器的放大图；
图5是输入传感器的放大图；以及
图6是示出根据本发明的控制单元的一个实施例的方框图。
具体实施方式
开始请参见图1和2，油膜轴承10所示为在典型轧机机架的推力和非推力侧上支承轧辊12的颈部。熟悉本领域的技术人员会理解，轧辊12已被剖开并倾斜以适应在单个图中进行三维图示。
油膜轴承10可以是本领域的技术人员已知的类型，例如美国专利第6,468,194号、第4,575,638号、第6,149,309号及第6,123,461号中的任一个所示，这些专利所描述的内容通过参见方式纳入本文。
轧机润滑系统包括远程储油器14，该储油器包含润滑油的供应。由泵16从储油器抽取油，并将油通过过滤器18和热交换器20经由管道22输送到轴承10，所述管道22包括通过挠性软管连接到轴承的分支进给管线22a。油经由回流管道24返回到储油器14，所述回流管道24包括也通过挠性软管连接到轴承的分支排出管线24a。
本发明的系统包括布置成监视指示轴承工况的各种参数的传感器。例如，如图2-5所示，这些传感器包括：
(1)第一传感器，呈分支排出管线24a中的流量传感器32的形式，用于测量从轴承排出的油流量并产生代表该流量的第一状态信号32′；
(2)第二传感器，呈分支进给管线22a中的限流孔34的形式，与压力传感器36相结合以测量被输送到轴承的油的理论流率，并用于产生代表该流率的第二状态信号36′；
(3)第三传感器，呈分支进给管线22a中的温度传感器38的形式，用于测量被输送到轴承的油的温度并产生代表该温度的第三状态信号38′；
(4)第四传感器，呈分支排出管线24a中的温度传感器30的形式，用于测量从轴承排出的油的温度并产生代表该温度的第四状态信号30′；
(5)第五传感器，呈轴承的衬套28中的温度传感器26和27的形式。传感器26用于测量轴承负荷区域处的轴承温度并产生代表该温度的第五状态信号26′。传感器27用于测量衬套凸缘温度并产生代表该凸缘温度的第六状态信号27′。该系统设计成可选用任一类型的衬套温度传感器，或者可选地不在衬套中进行温度感测地工作。
如图6所示，本发明的系统的特点在于控制器40。该控制器对上述传感器所提供的信号进行采样，并利用鉴别器和计算器来确定关于轴承工作特性的特定信息。
更具体地说，该控制器包括：
(1)第一“无流量鉴别器”42，响应第一状态信号32′，用于在分支排出管线24a中的油流量低于正确地润滑轴承所要求的流量时触发第一警报信号42′；
(2)第二“软管脱开状态鉴别器”44，响应第一和第二状态信号32′、36′，用于在分支进给管线22a或分支排出管线24a的挠性软管变为与轴承脱开连接时触发第二警报信号44′；
(3)“油输入流量计算器”46，响应第二和第三状态信号36′、38′，用于在分支进给管线22a中的油流率低于正确润滑轴承所要求的流率时触发第三警报信号46′；
(4)第三“油输入温度鉴别器”48，响应第三状态信号38′，用于在经由分支进给管线22a被输送的油处于正确润滑轴承所要求的合适范围之外时触发第四警报信号48′；以及
(5)第四“轴承温度鉴别器”49，响应第四、第五及第六状态信号30′、26′、27′，用于在轴承的温度超过安全工作范围时触发第五警报信号49′。
鉴别器42、44、48及49可以是比较器、计算机、逻辑电路或本领域的技术人员所知的类似装置。由报警控制装置50接收来自鉴别器和计算器的警报信号。报警控制装置又可以激活多个警报52-62中的任意警报。
任何超出安全工作的限制范围的事件都会触发主警报52，该主警报警告操作人员应尽快关闭轧机以避免对轴承造成损坏。
任何超出建议工作限制范围的事件都会触发警告警报54，指示应对轴承工况进行调查，但该工况并未严重到必须关闭轧机。
如果无流量鉴别器42显示为“关”状态，则触发主警报52。还触发无流量警报56。
如果油输入温度鉴别器48确定油输入温度在建议范围之外，则触发油温警报58，也触发警告警报54。
如果无流量鉴别器42指示缺乏排出流量，且输入油流量计算得是有明显量的，则触发软管脱开警报60，也触发主警报52。
如果流出轴承的油的温度或者负荷区域或衬套凸缘的温度在安全水平之上，则触发轴承温度警报62和主警报52。
可选用监视器66以通知操作者任何报警状况的准确原因。
如标号68处所示，系统可选地具有通过产生其它信号来响应各种鉴别器和/或计算机输出的能力，所述其它信号例如包括诸如衬套温度、油温等等的信息数据。
我们要求如下的保护范围：

Claims (6)

1.一种轧机中的监视和报警系统，在所述轧机中，从储油器经由进给管道和分支进给管线将油泵送到油膜轴承，并从所述轴承经由分支排出管线和回流管道将油返回所述储油器，所述系统包括：
设置在所述分支进给管线、所述分支回流管线以及所述轴承中的至少一个中的传感器，所述传感器可工作以感测指示轴承工况的各种参数并产生代表所述参数的状态信号；
控制器，用于鉴别所述状态信号，并在所述状态信号指示所述轴承继续工作会有损坏的危险时触发警告信号；以及
响应所述警告信号以警告轧机操作人员所述危险的警报。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括在所述分支排出管线中的第一传感器，用于检测从所述轴承排出的油流量的存在并产生代表该流量的第一状态信号，所述控制器具有响应所述第一状态信号的第一鉴别器，用于在所述流率低于正确润滑所述轴承所要求的流率时激活所述警报。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述分支进给管线和所述分支排出管线包括连接至所述轴承的挠性软管，并且，包括在所述分支进给管线中的第二传感器，用于测量被输送到所述轴承的油的压力并产生代表该压力的第二状态信号，所述控制器具有响应所述第一和第二状态信号的第二鉴别器，用于判断所述挠性软管是否已从所述轴承脱开并在这样的脱开的情况下激活所述警报。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，包括在所述分支进给管线中的第三传感器，用于感测被输送到所述轴承的油的温度并产生代表该温度的第三状态信号，所述控制器具有响应所述第二和第三状态信号的计算器，用于计算至所述轴承的油的流率并在所述流率低于正确润滑所述轴承所要求的流率时激活所述警报。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，包括响应所述第三状态信号的第三鉴别器，用于在被输送到所述轴承的油的温度在正确润滑所述轴承所要求的合适范围之外时激活所述警报。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：在所述分支排出中的第四传感器，用于测量从所述轴承排出的油的温度并产生代表该温度的第四状态信号；第五传感器，用于测量所述轴承在它们的相应负荷区域处的温度并产生代表该温度的第五状态信号；第六传感器，用于测量所述轴承凸缘的温度并产生代表该温度的第六状态信号，所述控制器具有可选地响应所述第四、第五及第六状态信号中的一个或多个的第四鉴别器，用于在所述轴承的温度超出安全工作范围时激活所述警报。
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